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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Schnellkupplung zur Verbindung
von Druckmittelzuführungen
in einem Hydrauliksystem. Insbesondere kommen solche Schnellkupplungen
bei der Verbindung von Druckmittelzuführungen an hydraulisch betriebenen
Baumaschinen zum Einsatz, z. B. um ein Arbeitsgerät der Baumaschine
schnell und einfach mit der Druckversorgung zu verbinden.
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Für die Verbindung
von Druckmittelzuführungen
sind Schnellkupplungen bekannt, welche eine Grundplatte und eine
Trägerplatte
umfassen, auf welchen die jeweils zu verbindenden Druckmittelzuführungen
angeordnet sind. An der Grundplatte einer solchen bekannten Schnellkupplung
sind Spannhebel um koaxiale Drehlagerzapfen schwenkbar gelagert,
während
auf der Trägerplatte
parallel zu den Drehlagerzapfen auf der Grundplatte Spannzapfen angeordnet
sind. Zum Schließen
der Kupplung weist der Spannhebel kurvenförmige Eingriffsschlitze auf, mit
welchen er die über
die Trägerplatte
hervorstehenden Spannzapfen übergreift.
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Zum
Schließen
der Schnellkupplung wird nun die Trägerplatte gegenüber der
Grundplatte angeordnet und durch Drehen des Spannhebels gegen die
Grundplatte gezogen.
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Ein
Nachteil dieser Konstruktion besteht darin, dass die kurvenförmigen Eingriffsschlitze
beim Kuppelvorgang eine Kraftkomponente quer zur Kuppelrichtung
erzeugen und zusätzliche
seitliche Kräfte dadurch
entstehen können,
dass die Kupplungen nicht paarweise beiderseits der Schwenkachse
der Spannhebel angeordnet sind. Des weiteren muss beim Kuppeln die
bei großen
Nennweiten sehr schwere Trägerplatte
mit der einen Hand gehalten werden, während mit der zweiten Hand
der Spannhebel betätigt
wird. Ein weiterer Nachteil der bekannten Konstruktion besteht darin,
dass bei großen
Nennweiten die sehr großen
Kräfte über die
Spannzangen übertragen
werden müssen,
und diese aus diesem Grund relativ groß dimensioniert werden müssen. Dieser
Umstand bedingt sehr breite Eingriffsschlitze, welche sich dann
auf den tragenden Querschnitt und auf den Durchmesser der Spannhebel
niederschlagen, was das Gewicht und die Größe der Konstruktion erhöht.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Schnellkupplung
zur Verfügung
zu stellen, welche einfach zu bedienen ist, eine kompakte und preisgünstige Konstruktion
aufweist und dennoch eine sichere und verschleißarme Verbindung von Druckmittelzuführungen
erlaubt.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe von einer Schnellkupplung mit einer Grundplatte und einer Trägerplatte
gemäß Anspruch
1 gelöst.
Hierzu umfasst die erfindungsgemäße Schnellkupplung
einen Zugrahmen, der beweglich an der Grundplatte geführt ist
und Mittel zur Verbindung mit der Trägerplatte aufweist.
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Durch
die Mittel zur Verbindung mit der Trägerplatte können Zugrahmen und Trägerplatte
kraftschlüssig
miteinander verbunden werden. Der Zugrahmen nimmt dabei die großen Kräfte auf,
welche bei der Verbindung von Druckmittelzuführungen entstehen. Zusätzlich kann
die Trägerplatte
zuerst mit dem Zugrahmen verbunden werden und muss während des
Kuppelvorgangs so nicht mehr von Hand gehalten werden.
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Die
mit dem Zugrahmen verbundene Trägerplatte
wird beim Schließen
der Kupplung mittels des Zugrahmens gegen die Grundplatte bewegt.
Hierdurch werden auch die jeweils auf Grundplatte und Trägerplatte
angebrachten Druckmittelzuführungen ineinander
geschoben und so druckdicht miteinander verbunden. Der Zugrahmen überträgt dabei
die notwendige Kraft auf die Trägerplatte
und erlaubt so eine sichere und kompakte Verbindung.
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Des
weiteren können
durch den Einsatz des Zugrahmens beliebig viele und beliebig angeordnete Druckmittelzuführungen
gekuppelt werden, da durch die Führung
des Zugrahmens an der Grundplatte quer zur Kuppelrichtung entstehende
Kräfte
vermieden bzw. durch die Führung
aufgefangen werden. Die Führung
des Zugrahmens an der Grundplatte hält den Zugrahmen also quer
zur Kuppelrichtung, während
der Zugrahmen in Kuppelrichtung linear gegen die Grundplatte bewegbar
ist.
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Vorteilhafterweise
entsteht dabei die Bewegung zwischen dem Zugrahmen und der Grundplatte aufgrund
einer zwischen dem Zugrahmen und der Grundplatte wirkenden Druckkraft.
Hierzu ist die Grundplatte vorteilhafterweise zwischen einem vorderen
Teil und einem hinteren Teil des Zugrahmens angeordnet. Die Druckkraft
wird dann vorteilhafterweise zwischen dem hinteren Teil des Zugrahmens und
der Grundplatte erzeugt, so dass die mit dem vorderen Teil des Zugrahmens
verbundene Trägerplatte
durch den Zugrahmen gegen die Grundplatte gezogen wird. Dies hat
den Vorteil, dass lediglich im Zugrahmen, welcher durch seine Konstruktion
zur Aufnahme von Zugkräften
gut geeignet ist, Zugkräfte auftreten.
Alle anderen Teile müssen
lediglich Druckkräfte
aufnehmen und können
so wesentlich kompakter gestaltet werden.
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Vorteilhafterweise
ist die Zugrahmen durch das Drehen eines Excenters gegen die Grundplatte bewegbar.
Ein solcher Excenter ist eine äußerst kompakte
und den noch stabile Möglichkeit,
um die hohen Kräfte,
welche bei der Verbindung von Druckmittelzuführungen auftreten, aufzunehmen.
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Vorteilhafterweise
entsteht der Druck zwischen Grundplatte und Zugrahmen, durch welchen die
mit dem Zugrahmen verbundene Trägerplatte zum
Schließen
der Kupplung gegen die Grundplatte gedrückt wird, dabei durch das Drehen
des Excenters. Ist die Trägerplatte
mit einer Vorderseite des Zugrahmens verbunden, so übt der größere werdende Abstand
zwischen der Außenkante
des Excenters und seiner Drehachse bei einer Drehung des Excenters
einen Druck zwischen einer Hinterseite des Zugrahmens und der Grundplatte
aus, so dass die Vorderseite des Zugrahmens, die mit der Trägerplatte verbunden
ist, gegen die Grundplatte gezogen wird. So können große Kräfte übertragen und aufgenommen werden,
wobei die Konstruktion aus Zugrahmen und Excenter eine geschickte
Verteilung dieser Kräfte
ermöglicht.
Dies erlaubt es, die Konstruktion kompakt und einfach zu halten
und einfache und damit billig herzustellende Bauteile zu verwenden.
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Vorteilhafterweise
ist an dem Excenter dabei ein Hebel angebracht, über welchen der Excenter um seine
Drehachse gedreht werden kann. Durch die Hebelwirkung des Hebels
lässt sich
eine einfache und bequeme Bedienung bei gleichzeitig hoher Kuppelkraft
erreichen.
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Weiterhin
vorteilhafterweise ist der Zugrahmen an der Grundplatte vorgespannt,
so dass er sich in eine Richtung automatisch bewegt und nur in die andere
Richtung durch Kraftaufwendung bewegt werden muss. Üblicherweise
bewegt die Vorspannung dabei die Trägerplatte von der Grundplatte
weg, um das Öffnen
der Schnellkupplung zu erleichtern.
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Weiterhin
vorteilhafterweise umfasst der Zugrahmen dabei Zugjoche und Zugstreben.
Die Zugstreben wirken dabei als Führung mit der Grundplatte,
während
die Zugjoche die Zugstreben hinten und vorne verbinden. Dies erlaubt
eine günstige
Verteilung der auftretenden Kräfte
bei gleichzeitig einfachem und kostengünstigem Aufbau. Die Zugstreben laufen
dabei vorteilhafterweise in Aussparungen der Grundplatte, so dass
der Zugrahmen seitlich von der Grundplatte gehalten wird, entlang
der Zugstreben aber beweglich ist. Vorteilhafterweise können dabei die
vorderen Zugjoche mit der Trägerplatte
verbunden werden, während
die hinteren Zugjoche den Druck durch das Drehen des Excenters aufnehmen und
an die vorderen Zugjoche weitergeben. So wird durch Drehen des Excenters
das hintere Joch von der Grundplatte weg gedrückt und so das vordere Joch
mit der Trägerplatte
gegen die Grundplatte gezogen.
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Weiterhin
vorteilhafterweise umfasst der erfindungsgemäße Zugrahmen eine Führung, in
welche die Trägerplatte
einschiebbar ist. Dies erlaubt eine einfache Verbindung der Trägerplatte
mit dem Zugrahmen und so ein bequemes Schließen der Kupplung. Die Trägerplatte
wird dabei zuerst in die Führung
des Zugrahmens geschoben, woraufhin der Zugrahmen mit der Trägerplatte
gegen die Grundplatte bewegt wird und so die Verbindung schließt.
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Vorteilhafterweise
ist die Führung
dabei im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung des Zugrahmens
angeordnet. Die Trägerplatte
wird damit im wesentlichen von der Seite in den Zugrahmen eingeschoben,
wobei die Führung
die Trägerplatte
in Kupplungsrichtung sicher hält
und die beim Kuppeln entstehenden Kräfte über die gesamte Länge der Führung auf
die Trägerplatte überträgt. Dies
ermöglicht
wiederum eine einfache und damit billig herzustellende Konstruktion.
Vorteilhafterweise weist die Führung
auf einer Seite Stoppelemente auf, welche die Trägerplatte in der richtigen
Position gegenüber der
Grundplatte in der Führung
stoppen, so dass ein einfaches und bequemes Ankuppeln möglich wird.
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Vorteilhafterweise
ist an der Grundplatte ein Befestigungselement angebracht, mit dem
die Schnellkupplung z. B. an einem Baufahrzeug montiert werden kann.
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Weiterhin
vorteilhafterweise ist der Excenter drehbar an der Grundplatte gelagert.
Hierzu können seitlich
an der Grundplatte Drehlagerzapfen angeordnet sein, auf denen der
Excenter gelagert ist. Vorteilhafterweise sind dabei zwei Excenter
vorge sehen, die auf jeweils gegenüberliegenden Seiten auf gleicher
Höhe der
Grundplatte mit gleicher Achsausrichtung gelagert sind.
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Durch
die feste Montage der Grundplatte z. B. an einem Baufahrzeug lässt sich
der Excenter leicht gegen die Grundplatte drehen, da diese selbst unbeweglich
ist und so ein festes Widerlager bildet.
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Vorteilhafterweise
drückt
bei einer solchen drehbaren Lagerung des Excenters an der Grundplatte
der Excenter zur Bewegung des Zugrahmens gegen ein hinteres Zugjoch
des Zugrahmens, wenn er um seine an der Grundplatte gelagerte Achse
gedreht wird. Hierdurch wird der Zugrahmen gegen die Grundplatte
nach hinten bewegt und so die mit dem vorderen Zugjoch verbundene
Trägerplatte
gegen die Grundplatte gedrückt.
Dies stellt eine sichere Verbindung der an Grundplatte und Trägerplatte
angebrachten Druckmittelzuführungen
her.
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Diese
Anordnung ist deshalb von großem Vorteil,
weil der Excenter lediglich Druckkräfte übertragen muss und so kompakt
und einfach gestaltet werden kann. Einzig der Zugrahmen überträgt dabei Zugkräfte vom
hinteren Zugjoch auf das vordere Zugjoch. Insbesondere wenn der
Zugrahmen Zugstreben umfasst, welche die Zugjoche auf beiden Seiten verbinden,
können
die auftretenden Zugkräfte
wirkungsvoll übertragen
werden, ohne die Komplexität oder
das Gewicht der Konstruktion zu stark zu erhöhen.
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Alternativ
kann der Excenter jedoch auch am hinteren Zugjoch des Zugrahmens
drehbar gelagert sein. Vorteilhafterweise drückt dann der am hinteren Zugjoch
gelagerte Excenter gegen die Grundplatte und drückt so die mit dem vorderen
Zugjoch verbundene Trägerplatte
gegen die Grundplatte. Aus dieser Konstruktion ergeben sich im wesentlichen
die gleichen Vorteile wie aus der ebenen beschriebenen Konstruktion
mit umgekehrter Anordnung, wobei vorteilhafterweise nun der Zugrahmen
am Baufahrzeug befestigt seien sollte und die Grundplatte im Zugrahmen
beweglich geführt
sein sollte.
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Die
feste Anordnung der Grundplatte hat gegenüber der festen Anordnung des
Zugrahmens jedoch den Vorteil, dass die Druckmittelzuführungen bei
unbeweglicher Grundplatte am Baufahrzeug nicht bei jedem Schließen der
Schnellkupplung bewegt werden, so dass diese Anordnung den Verschleiß vermindert.
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Vorteilhafterweise
ist der Excenter so gestaltet, dass er in einer Verschlussposition
selbstgehemmt ist. Dies hat den Vorteil, dass sich der Excenter
nicht selbsttätig
aus der Verschlussposition herausbewegen und so die Schnellkupplung
freigeben kann. Vielmehr hemmt sich der Excenter selbst, sobald
er in die Verschlussposition gedreht wurde. Zum Öffnen der Schnellkupplung muss
nun wieder eine Kraft von außen
aufgewendet werden, um den Excenter gegen seine Selbsthemmung aus
der Verschlussposition herauszudrehen und so die Schnellkupplung
zu öffnen.
Dies erhöht
die Sicherheit und vermindert den Verschleiß, da ein eventuell zusätzlich angeordnetes
Verriegelungselement durch die Selbsthemmung des Excenters keine
Kraft aufnehmen muss, sondern den Excenter lediglich gegen ungewolltes
Verdrehen schützen
muss.
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Hierzu
weist der Excenter vorteilhafterweise mindestens auf einer Seite
eine im wesentlichen plane Außenkante
auf. In der Verriegelungsposition kommt diese plane Außenkante
mit dem Gegenelement des Excenters, bei Lagerung des Excenters an der
Grundplatte also mit dem hinteren Zugjoch, in Verbindung. Hierdurch
ist der Excenter in dieser Position selbstgehemmt, da die im wesentlichen
plane Außenkante,
welche gegen das Gegenelement gedrückt wird, sich einer Verdrehung
aus dieser Position widersetzt. Durch eine solche Konstruktion wird auch
der Verschleiß minimiert,
da durch die Flächenberührung zwischen
der planen Außenkante
und dem Gegenelement lediglich eine minimale Flächenpressung entsteht, wodurch
die auftretenden Kräfte optimal
auf die beteiligten Elemente verteilt werden.
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Weiterhin
vorteilhafterweise weist der Excenter auf zwei Seiten im wesentlichen
plane Kanten auf, welche einen unterschiedlichen Abstand zur Drehachse
aufweisen. Mit der einen planen Kante mit dem größeren Abstand zur Drehachse
berührt
der Excenter das Gegenelement dabei in einer Verschlussposition,
während
er bei geöffneter
Kupplung mit der im wesentlichen planen Kante mit dem geringeren
Abstand zur Drehachse das Gegenelement berührt. In der geöffneten
Position der Schnellkupplung ist der Abstand zwischen der Grundplatte
und dem hinteren Zugjoch damit gering, wird der Excenter jedoch
gedreht, so dass er mit der planen Kante mit dem größeren Abstand
zur Drehachse gegen das Gegenelement drückt, wird der Abstand zwischen
dem hinteren Zugjoch und der Grundplatte vergrößert, so dass das vordere Zugjoch
mit der Trägerplatte
gegen die Grundplatte drückt.
Diese Konstruktion erlaubt ein besonders bequemes an- und abkuppeln,
da der Excenter sowohl in der Verschlussposition als auch bei geöffneter
Schnellkupplung jeweils selbst gehemmt ist.
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Weiterhin
vorteilhafterweise findet sich zwischen den im wesentlichen planen
Außenkanten
ein gekrümmter
Bereich, so dass der Excenter stetig und ohne das Auftreten von
Kraftspitzen von einer offenen Position in die Verschlussposition
und wieder zurück
bewegt werden kann.
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Weiterhin
vorteilhafterweise weist die Grundplatte mindestens einen Führungsstift
auf, der bei der Bewegung der Trägerplatte
gegen die Grundplatte in eine Aussparung der Trägerplatte eingreift. Dieser Führungsstift
sorgt dafür,
dass die Trägerplatte
relativ zur Grundplatte in die richtige Position gebracht wird und
führt die
Trägerplatte
beim Kuppelvorgang zusätzlich.
Die Spitze des Führungsstifts
ist dabei vorteilhafterweise abgeschrägt, so dass sich zusätzlich eine
Zentrierfunktion ergibt.
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Weiterhin
vorteilhafterweise weist die Schnellkupplung der vorliegenden Erfindung
ein Verriegelungselement auf. Mit diesem kann die Schnellkupplung
in einer Verschlussposition verriegelt werden, so dass sich ein
zusätzlicher
Schutz gegen ungewolltes Öffnen
ergibt. Vorteilhafterweise verriegelt das Verriegelungselement dabei
den Excenter in seiner Verschlussposition. Wird der Excenter über einen Hebel
bewegt, kann das Verriegelungselement auch so angeordnet sein, dass
es die Bewegung des Hebels aus der Verschlussposition heraus verhindert.
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Insgesamt
ergibt sich durch den Aufbau der Schnellkupplung mit dem Zugrahmen
die Möglichkeit,
beliebig viele und beliebig große
Druckmittelzuführungen
zu kuppeln, da durch die Anpassung des Zugrahmens, der Grundplatte
und der Trägerplatte die
größeren Kräfte ertragbar
sind, ohne dass die Konstruktion ihre kompakte Bauweise verliert.
Insbesondere die Verwendung des Excenters zur Erzeugung eines Drucks
zwischen Grundplatte und einem hinteren Zugjoch erlaubt es, dass
der Excenter lediglich Druckkräfte
aufnehmen muss und so kompakt gestaltet sein kann.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird nun anhand von Zeichnungen näher beschrieben.
Dabei zeigen:
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1:
eine Seitenansicht einer Schnellkupplung nach dem Stand der Technik,
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2:
eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung,
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3a:
eine perspektivische Ansicht des Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung in geöffneter
Stellung ohne Trägerplatte,
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3b:
eine perspektivische Ansicht des Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung in geöffneter
Stellung mit Trägerplatte,
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4a:
eine perspektivische Ansicht des Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung in einer geschlossenen Stellung ohne Trägerplatte,
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4b:
eine perspektivische Ansicht des Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung in einer geschlossenen Stellung mit Trägerplatte,
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5:
eine Seiten- und eine Schnittansicht des Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung in einer geöffneten
Stellung,
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6:
eine Seiten- und eine Schnittansicht des Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung in einer geschlossenen Stellung,
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7:
eine perspektivische Ansicht des Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung in geöffneter
Stellung,
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8:
eine perspektivische Ansicht des Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung in einer geöffneten
Stellung, wobei die Trägerplatte
weiter eingeschoben ist,
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9:
eine perspektivische Ansicht des Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung in einer geöffneten
Stellung, wobei die Trägerplatte komplett
eingeschoben ist,
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10:
eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung in einer teilweise geschlossenen Stellung,
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11:
eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung in einer teilweise geschlossenen Stellung und
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12:
eine perspektivische Ansicht des Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung in einer komplett geschlossenen Stellung.
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1 zeigt
eine Schnellkupplung nach dem Stand der Technik. Auch diese weist
eine Grundplatte 10 und eine Trägerplatte 20 auf,
an welchen die zu verbindenden Druckmittelzuführungen angebracht sind. Auf
beiden Seiten sind an der Grundplatte 10 Spannzangen 90 an
koaxialen Drehlagerzapfen 92 drehbar gelagert. Die Spannzangen 90 weisen
kurvenförmige
Eingriffsschlitze 91 auf, mit denen sie von den Rändern der
Trägerplatte 20 koaxial
zueinander und parallel zu den Drehlagerzapfen 92 hervorstehende
Spannzapfen 93 übergreifen.
Der Nachteil bei dieser Konstruktion besteht darin, dass die kurvenförmigen Eingriffsschlitze 91 beim
Kuppelvorgang eine Kraftkomponente quer zur Kuppelrichtung erzeugen
und zusätzlich seitliche
Kräfte
dadurch entstehen können,
dass die Kupplungen nicht paarweise beiderseits der Schwenkachse
der Spannzangen 90 angeordnet sind. Des weiteren muss beim
Kuppeln die bei großen
Nennweiten sehr schwere Trägerplatte 20 mit
der einen Hand gehalten werden, während mit der zweiten Hand
die Spannzange 90 betätigt
wird. Ein weiterer Nachteil der bisherigen Konstruktion besteht
darin, dass bei großen
Nennweiten die sehr großen
Kräfte über die
Spannzapfen 93 übertragen
werden müssen,
und diese aus diesem Grund relativ groß dimensioniert werden müssen. Dies
erfordert sehr breite Eingriffsschlitze 91 und ein ebenfalls
sehr groß dimensioniertes
kurvenförmiges
Spannelement 94, was insgesamt Gewicht und Größe der Spannzangen 90 enorm
erhöht.
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2 zeigt
nun ein Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Der Zugrahmen 30 aus Zugjochen 31 und 32 und
Zugstreben 33 ist dabei beweglich an der Grundplatte 10,
an der die Druckmittelzuführungen
der Druckleitungen 2 angeordnet sind, geführt. Hierzu
laufen die Zugstreben 33 des Zugrahmens 30 in
entsprechenden Aussparungen der Grundplatte 10, in diesem
Fall in Bohrungen in den Ecken der Grundplatte. Die Trägerplatte 20,
auf welcher die Druckmittelzuführungen
für die
Druckleitungen 1 angeordnet sind, lässt sich über eine Führung aus Federn 21 seitlich
an der Trägerplatte 20 und
Nuten 35 in den vorderen Zugjochen 31 mit dem Zugrahmen 30 verbinden,
so dass die Kupplung dadurch geschlossen werden kann, dass der Zugrahmen 30 gegen
die Grundplatte 10 nach hinten bewegt wird und so die mit
den vorderen Zugjochen 31 verbundene Trägerplatte 20 gegen
die Grundplatte 10 gezogen wird.
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Hierbei
sind Federn 34 vorgesehen, welche zwischen den vorderen
Zugjochen 31 und der Grundplatte 10 rund um die
Zugstreben 33 angeordnet sind und so den Zugrahmen 30 gegen
die Grundplatte nach vorne hin vorspannen. Die Federn 34 erleichtern
so das Öffnen
der Kupplung, da sie die Trägerplatte 20 beim Öffnen von
der Grundplatte 10 wegdrücken.
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Zum
Schließen
der Kupplung sind Excenter 40 vorgesehen, welche über Drehlagerzapfen 43 auf zwei
gegenüberliegenden
Seiten der Grundplatte 10 drehbar an gebracht sind. An den
Excentern 40 ist ein aus Winkelelementen 41 und
einem Griff 42 bestehender Hebel angebracht, über welchen
die Excenter 40 um die Drehlagerzapfen 43 gedreht
werden können.
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Die
Schnellkupplung ist hier in einer geschlossenen Kuppelposition gezeigt.
Hierzu sind die Excenter 40 so gedreht, dass sie mit einer
Seite 46, welche einen großen Abstand von der Drehachse aufweist,
gegen die Innenseiten der hinteren Zugjoche 32 drücken. Hierdurch
weisen die hinteren Zugjoche 32 einen maximalen Abstand
von der Grundplatte 10 auf, so dass die mit den vorderen
Zugjochen 31 verbundene Trägerplatte 20 mit der
Grundplatte 10 einen minimalen Anstand aufweist. So ist
die Verbindung zwischen den Druckmittelzuführungen an Trägerplatte 20 und
Grundplatte 10 hergestellt.
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Diese
Verbindung kann sich insbesondere dadurch nicht lösen, dass
die Seite 46 des Excenters 40 eine im wesentlichen
plane Außenkante
aufweist, mit welcher der Excenter 40 mit dem hinteren
Zugjoch 32 in Kontakt ist. Hierdurch tritt eine Selbsthemmung
auf, da die Kraft, welche das hintere Zugjoch 32 von der
Grundplatte 10 wegdrückt, über die Drehlagerzapfen 43 und
die Excenter 40 in gerader Linie und senkrecht zur planen
Außenkante
der Seite 46 auf die hinteren Zugjoche 32 des
Zugrahmens 30 übertragen
wird. Als zusätzliche
Sicherung ist zudem ein Verriegelungselement 50 vorgesehen,
welches verhindert, dass der an den Excentern 40 angebrachte
Hebel versehentlich aus der Verschlussposition bewegt wird.
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3a und 3b zeigen
das Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Schnellkupplung
in einer geöffneten
Position, wobei 3a die Schnellkupplung ohne
Trägerplatte 20, 3b die
Schnellkupplung mit Trägerplatte 20 zeigt.
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In 3a ist
die Nut 35 an den vorderen Zugjochen 31 zu sehen,
welche sich entlang der Innenseiten der Zugjoche 31 über deren
gesamte Länge erstreckt.
Zusätzlich
sind an der Innenseite der vorderen Zugjoche 31 in der
Nähe des
unteren Randes Stoppelemente 36 vorgesehen, welche bei
einem Einschieben der Trägerplatte 20 in
die Nut 35 die Trägerplatte
in der richtigen Position fixieren. Hierdurch muss die Trägerplatte
beim eigentlichen Kuppelvorgang nicht mehr von Hand gehalten werden,
was das Kuppeln erheblich erleichtert.
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Um
bei einer Bewegung der Trägerplatte 20 auf
die Grundplatte 10 hin die jeweiligen Druckmittelzuführungen
exakt miteinander in Deckung zu bringen, ist auf der Grundplatte 10 ein
Führungsstift 15 vorgesehen,
welcher eine abgeschrägte
Spitze aufweist und in der Mitte der Grundplatte 10 zwischen den
Druckmittelzuführungen
angeordnet ist. Der Führungsstift 15 ist
dabei parallel zu den Zugstreben 33 des Zugrahmens 30 angeordnet
und zeigt nach vorne in Richtung Trägerplatte. Bei einer Bewegung der
Trägerplatte 20 in
Richtung Grundplatte 10 greift dieser Führungsstift 15 in
eine Aussparung in der Trägerplatte 20 und
führt so
Trägerplatte
und Grundplatte exakt aufeinander.
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Diese
Trägerplatte 20 ist
in 3b mit Hilfe von seitlich an der Trägerplatte 20 angeordneten
Federn in die Nuten 35 der vorderen Zugjoche 31 seitlich
eingeschoben. Durch die Stoppelemente 36 wird die Trägerplatte 20 dabei
in einer Position genau gegenüber
der Grundplatte 10 gehalten. An der Trägerplatte 20 sind
Druckmittelzuführungen 25 angeordnet,
welche so den entsprechenden Druckmittelzuführungen auf der Grundplatte 10 gegenüber angeordnet
sind.
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Der
an den Excentern angebrachte Hebel aus Griff 42 und Winkelelementen 41 steht
dabei in einer solchen Position zum Zugrahmen, dass der Griff 42 im
wesentlichen in einer Ebene mit den vorderen Zugjochen 31 und
der Trägerplatte 20 verläuft. Hierdurch
sind die Excenter 40 in 3a und 3b in
eine solche Position gedreht, dass die Innenseiten der hinteren
Zugjoche 32 von den Federn 34 gegen eine Seite 45 der
Excenter, welche einen geringen Abstand zur Drehachse aufweist,
gedrückt
werden. Die vorderen Zugjochen 31 und damit die Trägerplatte 20 haben
also einen maximalen Abstand zur Grundplatte 10, die jeweiligen
Druckmittelzuführungen
stehen nicht in Kontakt.
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In 4a und 4b ist
nun das Ausführungsbeispiel
der Schnellkupplung in einer Verschlussposition zu sehen. Hierzu
wurde der Hebel 42 in eine Ebene im wesentlichen senkrecht
zur Ebene der Zugjoche sowie der Grund- und der Trägerplatte gebracht,
wodurch über
die Winkelelemente 41 die Excenter 40 um ihre
Drehachse in eine Verschlussposition gedreht wurden, in welcher
sie mit einer Seite 46 auf den Innenseiten der hinteren
Zugjoche 32 aufliegen. Da die Excenter 40 drehbar
an der Grundplatte 10 angeordnet sind und nun über ihre
Seiten 46 die hinteren Zugjoche 32 wegdrücken, werden hierdurch
die vorderen Zugjoche 31 durch den Zugrahmen 30 gegen
die Grundplatte 10 gezogen.
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In 4a ist
wiederum der Führungsstift 15 in
der Mitte der Grundplatte 10 zu sehen, welcher in 4b in
eine entsprechende Öffnung
in der Trägerplatte 20 eingeschoben
ist und so die Trägerplatte 20 gegen
die Grundplatte 10 zentriert. Hierdurch sorgt der Führungsstift 15 beim
Schließen
der Schnellkupplung dafür,
dass die Druckmittelzuführungen 25 auf
der Trägerplatte 20 mit
denen auf der Grundplatte 10 zur Deckung kommen.
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Weiterhin
ist ein Verriegelungselement 50 vorgesehen, welches im
wesentlichen aus einem Stift besteht, der auf einer Oberseite eines
hinteren Zugjochs 32 von innen nach außen durch das Zugjoch hindurchgreift
und nach außen
hin vorgespannt ist. Ragt das Verriegelungselement 50 also
auf der Außenseite
des hinteren Zugjochs 32 heraus, können die Winkelelemente 41 nicht
aus Versehen nach oben aus der Verschlussposition heraus bewegt
werden.
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5 zeigt
eine Seiten- sowie eine Schnittansicht des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Schnellkupplung
in einer geöffneten
Position. Hebel 42 liegt dabei in einer Ebene mit den vorderen Zugjochen 31 und
der Trägerplatte 20. Über die
Winkelelemente 41 ist damit der Excenter 40 so
gedreht, dass er mit seiner Seite 45 auf einer Innenseite
des hinteren Zugjoches 32 aufliegt. Diese Seite 45 des Excenters 40 weist
eine im wesentlichen plane Außenkante
auf, so dass die gesamte Außenkante
mit dem Zugjoch 32 in Kontakt steht. Weiterhin ist gut
zu sehen, dass die Seite 45 des Excenters 40 einen
wesentlich geringeren Abstand zum Drehlagerzapfen 43 und
damit zur Drehachse des Excenters 40 aufweist als die Seite 46,
welche ebenfalls eine im wesentlichen plane Außenkante besitzt. Durch den
geringen Abstand zwischen der Seite 45 und der Drehachse
des Excenters 40 wird in dieser geöffneten Position der Zugrahmen
von den Federn 34 nach vorne geschoben.
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Die
Grundplatte 10 weist dabei Bohrungen auf, durch welche
die Zugstreben 33 greifen und mit denen der Zugrahmen an
der Grundplatte 10 geführt wird.
Weiterhin ist an der Grundplatte 10 ein Befestigungselement 11 vorgesehen,
welches sich außerhalb
des Zugrahmens befindet und mit welchem die Schnellkupplung z. B.
an einem Baufahrzeug befestigt werden kann.
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In
der Schnittansicht rechts in 5 ist insbesondere
gut zu sehen, wie die Druckmittelzuführung 25 auf der Trägerplatte 20 und
die Druckmittelzuführung 15 auf
der Grundplatte 10 einander gegenüberliegen. Da sich die Schnellkupplung
in einer geöffneten
Position befindet, greifen die Druckmittelzuführungen 25 und 15 nicht
ineinander ein, so dass die Trägerplatte 20 entlang
ihrer Führung
in den vorderen Zugjochen 31 verschoben werden kann.
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6 zeigt
nun eine Schnittansicht und eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Schnellkupplung
in einer Verschlussposition. Hierzu wurde der Griff 42 in
eine Ebene gedreht, welche im wesentlichen senkrecht auf der Ebene
der Grund- und Trägerplatten
steht. Hierdurch wurden die Excenter 40 um ihre Drehlagerzapfen 43,
mit welchen sie an der Grundplatte 10 angebracht sind,
gedreht. Hierdurch sind sie nicht mehr mit ihrer Seite 45,
sondern mit ihrer Seite 46 mit der Innenseite der hinteren
Zugjoche 32 in Kontakt. Auch die Seite 46 der
Excenter 40 weist eine im wesentlichen plane Außenkante
auf und liegt damit flächig
auf der Innenseite des Zugrahmens auf. Durch den größeren Abstand
der Seite 46 von der Drehachse des Excenters 40 ist
nun der Abstand zwischen der Grundplatte 10 und dem hinteren
Zugjoch 32 des Zugrahmens größer, so dass das Zugjoch 31 und
die damit verbundene Trägerplatte 20 mittels
des Zugrahmens gegen die Grundplatte 10 gezogen wird.
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Um
die Bewegung von einer offenen Position in diese geschlossene Position
zu erleichtern, weist der Excenter 40 zwischen den Seiten 45 und 46 mit im
wesentlichen planen Außenkanten
einen gekrümmten
Bereich 47 auf, so dass der Excenter 40 in stetiger
Bewegung von der einen Position in die anderen gedreht werden kann.
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Eine
gedachte Verbindungslinie zwischen der Drehachse des Excenters 40 und
der Mitte der im wesentlichen planen Außenkante der Seite 46 steht dabei
senkrecht auf dieser planen Außenkante,
so dass Kuppelkräfte,
welche die Grundplatte 10 nach hinten von der Trägerplatte
wegdrücken,
senkrecht auf der Verbindungsfläche
zwischen Excenter und hinterem Zugjoch 32 stehen. Dies
ermöglicht
es einerseits, dass die erfindungsgemäße Schnellkupplung in der Verschlussposition
selbstgehemmt ist und sich ohne Krafteinwirkung von außen auf
den Hebel nicht aus dieser löst.
Außerdem
hat die plane Außenkante
der Seite 46 den Vorteil, dass durch die flächige Berührung dieser
planen Außenkante
mit dem hinteren Zugjoch 32 die auftretenden Kräfte auf
eine große
Fläche
verteilt werden, was den Verschleiß vermindert und eine relativ
kompakte Konstruktion erlaubt.
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Insbesondere
in der Schnittansicht oben in 6 ist nun
gut zu sehen, wie die Druckmittelzuführungen 25 der Trägerplatte 20 und
die Druckmittelzuführungen 15 der
Grundplatte 10 ineinandergreifen und in dieser Verschlussposition
der erfindungsgemäßen Schnellkupplung
druckdicht miteinander verbunden sind.
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In 7 bis 12 wird
nun der Kuppelvorgang schrittweise erläutert.
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7 zeigt
das Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Schnellkupplung
in einer geöffneten
Position, wobei die Trägerplatte 20 noch
nicht mit dem Zugrahmen 30 verbunden ist. Die Trägerplatte 20 ist
aber bereits oberhalb der vorderen Zugjoche 31 parallel
zu diesen angeordnet. Die Federn 21 auf gegenüberliegenden
Seiten der Trägerplatte 20 werden
dabei in Deckung mit den Nuten 35 auf den Innenseiten der
vorderen Zugjoche 31 gebracht.
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Wie
in 8 zu sehen, wird die Trägerplatte 20 daraufhin
seitlich in den Zugrahmen eingeschoben, indem die Federn 21 in
die von den Nuten 35 gebildete Führung eingeschoben werden.
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Der
Excenter 40 befindet sich dabei sowohl in 8 als
auch in 7 in der geöffneten Position, in welcher
er mit seiner Seite 45 mit den hinteren Zugjochen 32 in
Kontakt ist, so dass die vorderen Zugjoche 31 von den Federn 34 von
der Grundplatte 10 weg nach vorne gedrückt werden. Hierdurch ist der Abstand
zwischen den vorderen Zugjochen 31 mit der Trägerplatte 20 und
der Grundplatte 10 maximal, so dass die Druckmittelzuführungen 25 auf
der Trägerplatte 20 und
die diesen entsprechenden Druckmittelzuführungen 15 auf der
Grundplatte 10 nicht miteinander in Kontakt stehen und
die Trägerplatte 20 ungehindert
in den Zugrahmen eingeschoben werden kann.
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9 zeigt
weiterhin das Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Schnellkupplung
in geöffneter
Position, wobei die Trägerplatte 20 nun
komplett in den Zugrahmen 30 eingeschoben ist. Sie wird nun
in einer Richtung senkrecht zu den Zugjochen 31 durch die
Führung
aus Nuten 35 und Federn 21 kraftschlüssig im
Zugrahmen gehalten. In dieser komplett eingeschobenen Position liegen
die Druckmittelzuführungen 25 den
entsprechenden Druckmittelzuführungen 15 auf
der Grundplatte 10 direkt gegenüber.
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Die
Zugstreben 33, welche in Bohrungen oben und unten in den
Zugjochen 31 und 32 verschraubt sind, bilden so
zusammen mit den Zugjochen einen rechteckigen Zugrahmen. Mit diesen Zugstreben 33 läuft nun
der Zugrahmen an der Grundplatte 10 beim Öffnen bzw.
Schließen
der Schnellkupplung nach hinten oder nach vorne in einer Richtung
senkrecht zur Grundplatte 10. Der Zugrahmen wird dabei
von den Zugstreben 33, welche durch Bohrungen in den Ecken
der Grundplatte 10 greifen, geführt und von Federn 34 nach
vorne geschoben.
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10 zeigt
das Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Schnellkupplung in einem nur teilweise gekuppelten
Zustand. Hierzu wurde der Hebel 42 nach hinten bewegt, so
dass er die Excenter 40 über die Winkelelemente 41 aus
der komplett geöffneten Position
verdreht hat. Die Excenter 40 sind nun nicht mehr mit der
Seite 45, welche einen geringen Abstand zur Drehachse aufweist,
mit den hinteren Zugjochen 32 in Kontakt, sondern berühren die
Innenseiten der hinteren Zugjoche 32 mit dem gekrümmten Bereich 47.
Durch die Krümmung
dieses Bereichs 47 treten bei einer Drehung der Excenter
keine Kraftspitzen auf, da der Druckverlauf zwischen Excenter und Zugjochen 32 stetig
verläuft.
Durch die Drehung des Excenters werden nun die vorderen Zugjoche 31 mit der
Trägerplatte 20 durch
den Zugrahmen 30 mit den Zugstreben 33 gegen die
Grundplatte 10 gedrückt. Dies
geschieht gegen die Vorspannung durch die Federn 34, welche
durch diese Bewegung des Zugrahmens 30 zusammengedrückt werden.
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An
dem Winkelelement 41 ist auf Höhe des Verriegelungselements 50 eine
Abschrägung 55 vorgesehen.
Diese Abschrägung 55 befindet
sich auf der Innenseite des Winkelelements 41 und drückt damit
das Verriegelungselement, wenn das Winkelelement 41 über den
Griff 42 gegen den Zugrahmen verdreht wird, nach innen
und lässt
in diese Richtung das Winkelelement 41 am Verriegelungselement 50 passieren.
Die Abschrägung 55 ist
hierzu lediglich an einer Hinterseite des Winkelelements 41 vorgesehen,
während
an der Vorderseite keine Abschrägung vorhanden
ist.
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In 11 ist
die erfindungsgemäße Schnellkupplung
in einer noch weiter geschlossenen Position gezeigt. Das Winkelelement 41 hat
schon beinahe das Verriegelungselement 50 passiert und
damit den Excenter 40 entlang der gekrümmten Außenkante 47 weiter
gedreht. Der Abstand zwischen der Grundplatte 10 und den
hinteren Zugjochen 32 ist hierdurch weiter gewachsen, so
dass die Trägerplatte 20 mittels
des Zugrahmens noch weiter gegen die Grundplatte 10 gezogen
ist.
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12 zeigt
nun das Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Schnellkupplung
in seiner Verschlussposition. Die Winkelelemente 41 wurden nun
am Verriegelungselement 50 vorbei gedreht, wobei die Abschrägung 55 das
Verriegelungselement 50 gegen dessen Vorspannung nach innen
gedrückt hatte.
Die Winkelemente 41 haben das Verriegelungselement 50 nun
aber komplett passiert, so dass es von seiner Vorspannung wieder
nach außen
gedrückt
wird und die Winkelelemente 41 ohne eine manuelle Betätigung des
Verriegelungselements 50 nun nicht mehr aus ihrer geschlossenen
Position bewegt werden können.
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In
dieser Position berührt
der Excenter 40 die Innenseiten des hinteren Zugjochs 32 mit
seiner Seite 46, welche eine im wesentlichen plane Außenkante
aufweist und einen großen
Abstand zur Drehachse mit dem Drehlagerzapfen 43 besitzt.
Hierdurch sind die Druckmittelzuführungen 25, welche
an der Trägerplatte 20 angeordnet
sind, mit den Druckmittelzuführungen 15 auf
der Grundplatte 10 druckfest verkuppelt. Die auftretenden
Kräfte
werden dabei über den
Zugrahmen aus Zugjochen 31 und 32 und Zugstreben 33 und über den
Excenter 40, welcher drehbar an der Grundplatte 10 mittels
eines Drehlagerzapfens 43 angebracht ist, von der Grundplatte 10 auf
die Trägerplatte 20 übertragen.
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Diese
Konstruktion hat insbesondere den Vorteil, dass Zugkräfte nur
in dem Zugrahmen auftreten, welcher diese aufgrund seiner Konstruktion
aus Zugjochen 31 und 32 und senkrecht dazu stehenden Zugstreben 33 besonders
gut aufnehmen kann. Auf den Excenter 40 wirken dagegen
nur Druckkräfte,
so dass dieser kompakt und damit relativ leicht gestaltet werden
kann.
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Insbesondere
hat diese Konstruktion den Vorteil, dass beliebig viele und beliebig
große
Druckmittelzuführungen
gekuppelt werden können,
da die Konstruktion aus Zugrahmen und Excenter leicht an die größeren Kräfte angepasst
werden kann. Auch benötigt
diese Konstruktion lediglich einfache und damit preiswert herzustellende
Bauteile, welche zumeist nur grob bearbeitet und mit Bohrungen versehen
werden müssen.